JP3100419B2 - 後輪差動制限装置の制御装置 - Google Patents
後輪差動制限装置の制御装置Info
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Description
ンシャルに装備される後輪差動制限装置の差動制限トル
クを、各運転走行の条件に応じて制御する制御装置に関
する。
り異なった特有の運動性能になることが知られている。
例えば、2輪駆動のFF車、FR車は、4輪駆動の4W
D車に比較して悪路でスリップを生じ易い。また、FF
車では、旋回中にアクセルペダルを踏込んで加速すると
前輪の横力が減少してドリフトしアンダステアの傾向に
なり、アクセルペダルを離して減速すると前輪にエンジ
ンブレーキがかかってコーナリングフォースの増加をも
たらす結果タックイン現象を生じる。FR車では旋回中
にスロットルオンすると、後輪の横力が減少して横すべ
りを生じオーバステアの傾向になる。一方、4輪駆動の
4WD車では4輪を駆動することで、スリップやスキッ
ドが回避されて駆動、制動、旋回の走行時の限界性能が
向上する。また、スロットルオン、オフ時の影響が同時
に前、後輪に作用するので、アンダステアとオーバステ
アの傾向が共に弱くなって両者の中間的な特性になるの
であり、このような利点から近年通常の車両においても
4WD車が大幅に普及している。
輪や左右後輪のトルク配分が更に旋回性能や車両挙動変
化に対して影響を与え、これらのトルク配分を適正化す
ることで運動性能、動的安定性を一層向上できる。即
ち、旋回初期、車線変更時の応答が良く、低速旋回時に
ブレーキング現象を生じないように操縦性能を向上し、
旋回時のスロットルオン、オフ時の車両姿勢を保つよう
に方向安定性を向上し、横風等の外乱に対する直進安定
性を向上し、制動時にABS制御を効果的に作用するこ
と等の性能が期待されている。そこで、このような運動
性能を満たすため、前後輪や影響の大きい左右後輪のト
ルク配分を、種々のパラメータを用いて可変制御するこ
とが提案されている。
置は、リヤディファレンシャルに差動制限装置を装着
し、差動制限トルクを必要に応じて付与するように構成
されている。この場合の差動制限装置として、トルク感
応の機械式は、アクセル操作に応じて差動制限トルクを
生じることで、駆動力を有効に伝達でき、直進の安定性
を向上できるが、旋回中のスロットルオン、オフの際に
操舵感に直接影響して操縦性を損う。回転差感応のビス
カスカップリング式は、上記旋回中のスロットルオン、
オフに伴う影響を受けないため操縦性を良好に確保する
ことができ、同時に片輪のスリップも防止できるが、任
意に差動制限トルクを可変制御することはできない。こ
の点で、多板クラッチ式のものは、差動制限トルクを任
意に可変制御して、操縦性、走破性以外の性能も向上す
ることが可能になる。
を用いて電子制御するものに関しては、従来、以下の先
行技術がある。特開昭62−178434号公報では、
車速が所定値以上で舵角が所定値以下の高速直進走行時
に差動制限トルクを増大して、走行安定性を向上するこ
とが示されている。特開昭64−4537号公報では、
旋回走行後に左右の回転数が等しくなった時に差動制限
トルクを増大して、トラクションを確保することが示さ
れている。特開昭64−106737号公報では、旋回
半径、求心加速度の値を検出し、これらにより旋回状態
やスピンを判断して差動制限トルクを制御することが示
されている。
術のものにあっては、車速、舵角、旋回半径等により直
進や旋回の走行状態のみを判断して差動制限トルクを制
御する構成であるから、この走行条件での緩加速や急加
速の際に一律に制御されてしまい、加速状態に応じて所
定の性能を適切に得ることができない。
で、後輪差動制限装置に多板クラッチを用いた左右後輪
のトルク配分制御において、直進や旋回時の加速状態を
適確に判断して差動制限トルクを制御し、旋回性、加速
性、走破性等を向上することを目的とする。
め、本発明は、左右後輪のリヤディファレンシャルの差
動を制限する差動制限装置を備え、この差動制限装置の
差動制限トルクを車両の加速状態と旋回状態とに応じて
可変に制御する制御装置において、少なくとも車速と転
舵状態を検出する検出手段と、この検出手段による検出
結果から低速大転舵の走行状態と判断したときに上記差
動制限トルクを略零とする制御ユニットとを備えるもの
である。
で車体速度と舵角の関係で低速大転舵が判断されると、
制御ユニットは、差動制限トルクを零にするように制御
する。すると、その制御に基づいて差動制限装置はリヤ
ディファレンシャルをフリーの状態にすることにより低
速大転舵時の際に発生しがちな左右後輪間のタイトコー
ナブレーキング現象を確実に防止する。
する。図2において、センターディファレンシャルを備
えたフルタイム式4輪駆動車の駆動系の概略について説
明すると、符合1はエンジン、2はクラッチ、3は変速
機であり、変速機出力軸4がセンターディファレンシャ
ル20に入力している。センターディファレンシャル2
0から前方にフロント駆動軸5が、後方にリヤ駆動軸6
が出力し、フロント駆動軸5はフロントディファレンシ
ャル7、車軸8を介して左右の前輪9L,9Rに、リヤ
駆動軸6はプロペラ軸10、リヤディファレンシャル1
1、車軸12を介して左右の後輪13L,13Rにそれ
ぞれ連結して伝動構成される。
式であり、このリヤディファレンシャル11の例えばデ
フケース11aと一方のサイドギヤ11bとの間に、差
動制限装置として油圧多板式リヤクラッチ28がバイパ
スして付設されている。そして、リヤクラッチ28の差
動制限トルクTdが零の場合は、左右後輪13L,13
Rに等しくトルク配分し、所定の差動制限トルクTdを
生じると、この差動制限トルクTdの分だけ高速輪から
低速輪にトルク移動し、最も大きい差動制限トルクTd
でデフロックする場合は、左右後輪13L,13Rにか
かる車重Wと路面摩擦係数μとの積W・μに応じてトル
ク配分するようになっている。
ラネタリギヤ式であり、変速機出力軸4と一体の第1サ
ンギヤ21、リヤ駆動軸6と一体の第2サンギヤ22、
及びこれらのサンギヤ21,22の周囲に複数個配置さ
れるピニオン23を有し、ピニオン23の第1ピニオン
ギヤ23aが第1サンギヤ21に、第2ピニオンギヤ2
3bが第2サンギヤ22にそれぞれ噛合っている。ま
た、変速機出力軸4にはリダクションのドライブギヤ2
5が回転自在に設けられ、このドライブギヤ25と一体
のキャリヤ24にピニオン23が軸支され、ドライブギ
ヤ25はフロント駆動軸5と一体のドリブンギヤ26に
噛合って構成される。一方、上記センターディファレン
シャル20には、差動制限装置として油圧式多板センタ
ークラッチ27が付設されている。このセンタークラッ
チ27は、例えばセンターディファレンシャル20の直
後方でドラム27aをキャリヤ24に、ハブ27bをリ
ヤ駆動軸6にそれぞれ結合して同軸上に配置される。
成により、第1サンギヤ21に入力する変速動力を、キ
ャリヤ24と第2サンギヤ22とに所定の基準トルク配
分で分けて伝達する。また、旋回時の前後輪の回転差
を、ピニオン23の遊星回転により吸収するようにな
る。ここで基準トルク配分は、2つのサンギヤ21,2
2と2つのピニオンギヤ23a,23bとの4つのギヤ
噛合いピッチ円半径で自由に設定されることになる。そ
こで、前輪トルクTFと後輪トルクTRの基準トルク配
分etを例えば、
の直後方には、油圧式多板センタークラッチ27が、ド
ラム27aをキャリヤ24に、ハブ27bを第2サンギ
ヤ22と一体的なリヤドライブ軸6に結合して同軸上に
配置される。そしてセンタークラッチ27の差動制限ト
ルクTcにより、センターディファレンシャル20の差
動を制限すると共に、後輪側から前輪側にトルク移動す
ることが可能になっている。ここでフロントエンジンの
搭載の場合は、車両の前輪重量WFと後輪重量WRの静
的重量配分ewが例えば、
後輪の路面摩擦係数μが等しいとすると、この重量配分
ewに応じて前輪偏重にトルク配分される。従って、セ
ンタークラッチ27の差動制限トルクTc により前後
輪のトルク配分を、後輪偏重の基準トルク配分etと、
前輪偏重の重量配分ewとの広い範囲で制御することが
可能になるのである。
チ28の油圧制御系について説明する。先ず、変速機が
自動変速機の場合は、その油圧制御系のオイルポンプ3
0の油圧をレギュレータ弁31で調圧したライン圧を利
用して構成される。そこで、センタークラッチ油圧制御
手段32はライン圧油路33と連通するクラッチ制御弁
34を有し、このクラッチ制御弁34が油路35を介し
てセンタークラッチ27に連通する。また、ライン圧油
路33は、パイロット弁36及びオリフィス37を有す
る油路38によりソレノイド弁40に連通し、ソレノイ
ド弁40によるデューティ圧が油路39を介してクラッ
チ制御弁34の制御側に作用する。ソレノイド弁40は
制御ユニット50からの各走行条件に応じたデューティ
信号が入力すると、それにより油圧をドレンしてデュー
ティ圧Pdを生じるものであり、このデューティ圧Pd
に応じてクラッチ制御弁34を動作し、センタークラッ
チ27の差動制限トルクTcを可変制御する。また、リ
ヤクラッチ油圧制御手段32’は、同様に油路33,3
8と連通したクラッチ制御弁34’とソレノイド弁4
0’を有し、ソレノイド弁40’のデューティ圧Pdに
よりリヤクラッチ28の差動制限トルクTdを可変制御
するようになっている。
電子制御系について説明する。先ず、入力情報として、
左右後輪13L,13Rの車輪速NL,NRを検出する
車輪速センサ41L,41Rと、車体前後加速度の前後
Gを検出する前後Gセンサ42と、車体左右加速度の横
Gを検出する横Gセンサ43と、操舵時の舵角φを検出
する舵角センサ44とを有する。
前後Gとが入力する車体速度算出部51を有し、車輪速
NL,NRと前後Gを積分した速度により車輪のグリッ
プとスリップを判断して、4WD車の車体速度Vを常に
正確に算出する。前後G、横G及び車体速度Vは加速走
行モード判定部52に入力し、走行中の両Gが小さい場
合に定常走行を、前後Gが小さいのに横Gが大きい場合
に定常旋回を、横Gが小さいのに前後Gが大きい場合に
直進加速を、両Gが大きい場合に旋回加速の各加速走行
モードをそれぞれ判定する。このモード信号は差動制限
トルク設定部53に入力し、トルクマップにより各モー
ドでの差動制限トルクTdを設定する。ここで、トルク
マップは図3に示すように、定常の走行と旋回では差動
制限トルクTdが小に、旋回加速では差動制限トルクT
dが大に、直進加速では大に設定されており、このマッ
プを検索して差動制限トルクTdを設定する。このトル
ク信号はデューティ比変換部54に入力して所定のデュ
ーティ比Dに変換し、このデューティ信号をソレノイド
弁40’に出力する。
するため、車体速度Vと舵角φが入力する低速大転舵判
定部55を有し、車体速度Vが小さくて舵角φが大きい
旋回状態を判断する。そして、この低速大転舵の判定信
号はデューティ比変換部54に入力し、デューティ比D
を強制的に差動制限トルクが零の例えば100%に設定
する。一方、ABS制御信号が入力する場合も、同様に
デューティ比Dを設定する。更に左右後輪13L,13
Rの車輪速NL,NRが入力するスリップ判定部56を
有し、車輪速NL,NRの差ΔNが設定値以上の場合は
スリップ判断し、デューティ比変換部54でデューティ
比Dを強制的に差動制限トルクが最大の例えば0%に設
定するように構成されている。
ず、車両走行時にエンジン1の動力がクラッチ2を介し
て変速機3に入力し、変速動力がセンターディファレン
シャル20の第1サンギヤ21に入力する。ここで、セ
ンターディファレンシャル20の各歯車諸元により基準
トルク配分が後輪偏重に設定されているため、このトル
ク配分でキャリヤ24と第2サンギヤ22に分配して動
力が出力される。このとき、センタークラッチ27が解
放されていると、上記基準トルク配分で更に前後輪側に
動力伝達して4輪駆動でありながらFR的になって、旋
回性、操縦性が良好になり、センターディファレンシャ
ル20がフリーになって、前後輪の回転差を吸収しなが
ら自由に旋回することが可能になる。また、油圧制御手
段32によりセンタークラッチ27に差動制限トルクT
cを生じると、差動制限トルクTcに応じて第2サンギ
ヤ22とキャリヤ24の間で更にバイパスしてトルク移
動し、後輪偏重から直結時の車重配分に応じた前輪偏重
のトルク配分に可変制御されて、前輪または後輪のスリ
ップ等が防止され、且つセンターディファレンシャル2
0の差動制限で有効に動力伝達して脱出、走破性、安定
性等が向上するようになる。
ンタークラッチ27によりトルク配分して後輪側に伝達
する動力は、リヤディファレンシャル11に入力し、こ
のリヤディファレンシャル11とリヤクラッチ28によ
り更に左右後輪13L,13Rにトルク配分制御して伝
達される。即ち、リヤクラッチ28が解放すると、リヤ
ディファレンシャル11がフリーになり、且つその歯車
諸元により図4の点P1のように等トルク配分される。
また、油圧制御手段32’によりリヤクラッチ28に図
4のように差動制限トルクTdを生じると、リヤディフ
ァレンシャル11の差動制限でグリップ車輪に有効に動
力伝達され、且つ差動制限トルクTdに応じて高速輪か
ら低速輪にトルク移動し、デフロックの直結時は図4の
点P2のように左右後輪13L,13Rの車重配分に応
じて不等トルク配分される。
て4輪駆動走行するとき制御ユニット50では、前後G
と横Gのパラメータにより直進と旋回の加速状態に応じ
た加速走行モードが適確に判断され、更に低速大転舵、
左右輪のスリップの有無等が判断されている。そこで、
前後Gの小さい定常走行では、図3のトルクマップで差
動制限トルクTdが小さく設定され、これに応じたデュ
ーティ信号がソレノイド弁40’に出力して差動制限ト
ルクTdが低下制御されるため、リヤディファレンシャ
ル11は略フリーの状態になって旋回性、回頭性等が良
好に確保される。また、前後Gの大きい加速時には直ち
に差動制限トルクTdが増大制御されるため、リヤディ
ファレンシャル11は差動制限して左右後輪13L,1
3Rのスリップ防止と共にトラクションが良好に確保さ
れ、同時に左右後輪13L,13Rに有効に動力伝達し
大きい駆動力が確保されて走破性等を向上する。このと
き旋回時では、遠心力により外輪の車重が増大して外輪
に多くトルク配分されるようになり、これにより駆動力
が確保されると共にオーバステア方向にモーメントを生
じて操縦性も良好になる。そして加速状態から定常状態
に移行すると、再びリヤクラッチ28の差動制限トルク
Tdは低下することで、元の旋回し易い状態に戻る。
関係で低速大転舵が判断されると、デューティ比最大の
信号がソレノイド弁40’に出力し、リヤクラッチ28
の差動制限トルクTdが強制的に零に制御されること
で、タイトコーナブレーキ現象が回避される。制動時の
ABS制御の際も同様に制御されることで、左右後輪1
3L,13Rは独立して良好に回転制御されてタイヤロ
ックを確実に防止する。また、左右車輪速NL,NRの
回転差で左右後輪13L,13Rの一方のスリップが判
断されると、デューティ比最小の信号がソレノイド弁4
0’に出力し、リヤクラッチ28の差動制限トルクTd
が強制的に最大に制御されてデフロックするのであり、
これにより容易に悪路から脱出することが可能になる。
が、FR車にも適応できる。差動制限トルクの設定マッ
プは実施例のみに限定されない。
後輪差動制限装置の差動制限トルクを車両の加速状態と
旋回状態とに応じて可変に制御する制御装置において、
車両走行時に制御ユニットで車体速度と舵角の関係で低
速大転舵が判断されると、デューティ比最大の信号がソ
レノイド弁に出力される。信号を受けたソレノイド弁
は、後輪差動制限装置の差動制限トルクを零にするよう
に制御するので、リヤディファレンシャルはフリーの状
態とされて低速大転舵時の際に発生しがちな左右後輪間
のタイトコーナブレーキング現象を確実に防止すること
ができる。
の電子制御系を示すブロック図である。
制御系の構成を示す構成図である。
差動制限トルクのマップを示す図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 左右後輪のリヤディファレンシャルの差
動を制限する差動制限装置を備え、この差動制限装置の
差動制限トルクを車両の加速状態と旋回状態とに応じて
可変に制御する制御装置において、少なくとも車速と転
舵状態を検出する検出手段と、この検出手段による検出
結果から低速大転舵の走行状態と判断したときに上記差
動制限トルクを略零とする制御ユニットとを備えること
を特徴とする後輪差動制限装置の制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03123036A JP3100419B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 後輪差動制限装置の制御装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03123036A JP3100419B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 後輪差動制限装置の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0596969A JPH0596969A (ja) | 1993-04-20 |
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Family Applications (1)
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JP03123036A Expired - Fee Related JP3100419B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 後輪差動制限装置の制御装置 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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-
1991
- 1991-04-26 JP JP03123036A patent/JP3100419B2/ja not_active Expired - Fee Related
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